CN207189699U - 一种3d打印绳索牵引式仿生机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种3D打印绳索牵引式仿生机械手，包括手掌和与手掌相连的若干个仿生手指，所述仿生手指包括第一指骨，第二指骨，扭簧，微型轴承，第一关节轴，第二关节轴，定位套，套筒和牵引线；所述第一指骨和第二指骨之间通过第一关节轴连接；所述第一关节轴穿过内嵌在第二指骨顶部两侧的微型轴承、第一指骨底部轴孔以及位于两个微型轴承之间的扭簧，定位套位于第一关节轴两端；所述第二指骨通过第二关节轴与手掌相连；所述第二关节轴穿过内嵌在第二指骨底部两侧的微型轴承、手掌顶部的轴孔以及位于两个微型轴承之间的扭簧，若干套筒位于第二指骨之间；所述手撑内设有与仿生手指数量相同的电机，所述牵引线一端固定设在第一指骨内，牵引线另一端与对应电机相连。本实用新型提供的3D打印绳索牵引式仿生机械手，能够更加灵活抓取物体，不易滑落。
Description
技术领域
本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种3D打印绳索牵引式仿生机械手。
背景技术
假肢作为截肢者的必需品，在全球众多肢体残疾的患者中，仅有少数人能负担得起佩戴假肢。现在市场上的假肢大部分是装饰性假肢，外观设计跟真实手臂一样，但没有任何功能；部分假肢开始尝试通过生物电流信号来控制其运动，商业化后价格昂贵，且手势单一，一般家庭难以承受。
市场上商业化假肢不能针对患者尺寸量身定做，且存在诸多弊端，譬如，无法选择想要弯曲的手指，只能整只手抓握，整只手的松开，没法像正常人一样做成各种手势，非常不灵活；其次，不能根据实际抓握物体的大小，调整手势的动作幅度，每次都是同样的弯曲手势，故抓取的物品容易掉落，存在安全隐患。
实用新型内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种易于单手操作的3D打印绳索牵引式仿生机械手。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供包括手掌和与手掌相连的若干个仿生手指，所述仿生手指包括第一指骨，第二指骨，扭簧，微型轴承，第一关节轴，第二关节轴，定位套，套管和牵引线；所述第一指骨和第二指骨之间通过第一关节轴连接；所述第一关节轴穿过内嵌在第二指骨顶部两侧的微型轴承、第一指骨底部轴孔以及位于两个微型轴承之间的扭簧，定位套位于第一关节轴两端；所述第二指骨通过第二关节轴与手掌相连；所述第二关节轴穿过内嵌在第二指骨底部两侧的微型轴承、手掌顶部的轴孔以及位于两个微型轴承之间的扭簧，若干套管位于第二指骨之间；所述手掌内设有与仿生手指数量相同的电机，所述牵引线一端固定设在第一指骨内，牵引线另一端与对应电机相连。
进一步地，所述第一指骨上设有若干块硅胶垫。
进一步地，所述第二指骨设有若干块硅胶垫。
进一步地，所述若干仿生手指包括大拇指，食指，中指，无名指，小指。
进一步地，所述牵引线为钢丝线。
进一步地，所述电机通过电机固定板固定在手掌内。
进一步地，所述第一关节轴两端设有一定位套。
进一步地，所述第一指骨和第二指骨上设有牵引线穿线孔。
进一步地，所述手掌与手臂相连，手臂包括手臂上盖和手臂下盖。
进一步地，所述第二指骨与手掌连接处设有若干套筒进一步地，所述第二指骨上下两端关节轴处设有微型轴承，微型轴承设在套筒外以及位于两微型轴承之间的扭簧。
有益效果：本实用新型相对于现有技术而言具备以下优点：
本实用新型提供的3D打印绳索牵引式仿生机械手，能够更加灵活抓取物体，不易滑落。
附图说明
图1是本实用新型正面结构示意图。
图2是本实用新型反面结构示意图。
图3是本实用新型手掌结构示意图。
图4是本实用新型手指结构示意图。
其中：1.手臂，2.手掌，101.手臂下盖，102.手臂上盖，201.大拇指，202.食指，203.中指，204.无名指，205.小指，206.手掌上盖，207.手掌
208.定位套，209.第一关节轴，210.微型轴承，211.钢丝线212.套管，213.扭簧
2011.拇指第一指骨，2012.拇指第二指骨，
2021.食指第一指骨，2022.食指第二指骨，
2031.中指第一指骨，2032.中指第二指骨，
2041.无名指第一指骨，2042.无名指第二指骨，
2051.小指第一指骨，2052.小指第二指骨。
2071.食指电机，2072.中指电机，2073.无名指电机，2074.小指电机，2075.电机固定板，2076第二关节轴
20211.食指第一指骨硅胶垫一，20212.食指第一指骨硅胶垫二，20221.食指第二指骨硅胶垫。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1～4所示，3D打印绳索牵引式仿生机械手，其中所述的手掌包括一个大拇指201，一个食指202，一个中指203，一个无名指204，一个小指205，一个手掌壳体，一个手掌上盖206，电机固定板2075，以及位于手掌壳体内的5颗微型推杆电机；电机 均卡入手掌壳体内部，使用电机固定板2075固定，固定板两端卡在壳体内。钢丝线211一端通过铝套连接电机，另一端通过手掌壳体穿线孔。手掌上盖206通过螺丝螺母与手掌壳体固定。
其中所述的手臂包括一个手臂壳体，一个手臂上盖102，一个手臂下盖101，一个采集控制装置以及电源装置；采集控制装置包括4路通道的肌电导联线，一个控制电路板。手臂上盖通过螺丝螺母与手臂壳体固定，内部空间放置采集控制装置。手臂下盖通过螺丝螺母与手臂壳体固定，内置电源装置。手臂1与手掌2通过螺丝螺母连接。
其中，所述的拇指部分包括拇指第一指骨2011，拇指第二指骨2012，扭簧213和微型轴承210，第一关节轴，第二关节轴，定位套208，铝套和钢丝线211。拇指第一指骨2011和拇指第二指骨2012通过第一关节轴连接，拇指第二指骨2012通过第二关节轴与手掌壳体连接。第一关节轴和第二关节轴处配合有扭簧213、微型轴承210。拇指第一指骨2011顶部用铝套固定钢丝线211。定位套208用于定位第一关节轴和微型轴承210。
其中，所述的食指部分包括食指第一指骨2021，食指第二指骨2022，扭簧213和微型轴承210，第一关节轴，第二关节轴，定位套208，铝套和钢丝线211。食指第一指骨2021和食指第二指骨2022通过第一关节轴连接，食指第二指骨2022通过第二关节轴与手掌壳体连接。第一和第二关节轴均配合有扭簧213、微型轴承210。食指第一指骨2021顶部用铝套固定钢丝线211。定位套208用于定位第一关节轴和微型轴承210。
其中，所述的中指部分包括中指第一指骨2031，中指第二指骨2032，扭簧213和微型轴承210，第一关节轴，第二关节轴，定位套208，铝套和钢丝线211。中指第一指骨2031和中指第二指骨2032通过第一关节轴连接，中指第二指骨2032通过第二关节轴与手掌壳体连接。第一和第二关节轴均配合有扭簧213、微型轴承210。中指第一指骨2031顶部用铝套固定钢丝线211。定位套208用于定位第一关节轴和微型轴承210。
其中，所述的无名指部分包括无名指第一指骨2041，无名指第二指骨2042，扭簧213和微型轴承210，第一关节轴，第二关节轴，定位套208，铝套和钢丝线211。无名指第一指骨2041和无名指第二指骨2042通过第一关节轴连接，无名指第二指骨2042通过第二关节轴与手掌壳体连接。所有关节处配合有扭簧213、微型轴承210。无名指第一指骨2041顶部用铝套固定钢丝线211。定位套208用于定位第一关节轴和微型轴承210。
其中，所述的小指部分包括小指第一指骨2051，小指第二指骨2052，扭簧213和 微型轴承210，第一关节轴，第二关节轴，定位套208，铝套和钢丝线211。小指第一指骨2051和小指第二指骨2052通过第一关节轴连接，小指第二指骨2052通过第二关节轴与手掌壳体连接。所有关节处配合有扭簧213、微型轴承210。小指第一指骨2051顶部用铝套固定钢丝线。定位套208用于定位第一关节轴和微型轴承210。
3D打印绳索牵引式仿生机械手，其中拇指201、食指202、中指203、无名指204、小指205分别通过第二关节轴2076与手掌下壳207对应的配合点连接，连接处配合有微型轴承210、套管212、扭簧213、可绕第二关节轴2076转动。每根手指，例如食指202配有穿线孔，使用钢丝线211一端固定于食指第一指骨2021顶部，另一端通过穿线孔固定于手掌内的食指电机2071。
当手臂1内的肌电导线连接到人体不同的肌肉群上，采集人体的肌肉电信号，输入到控制电路板，通过算法分析，计算出运动模式，反馈到手掌上内的电机，例如食指电机2071，在电力装置的驱动下，食指电机2071拉紧钢丝线211，食指关节处的扭簧213受力压缩，食指202收缩向掌心弯曲，相当于人手指抓握动作，食指上的硅胶垫20211/20212/20221相当于人手指上皮肤，用于增加与所接触物体的接触面积，提高摩擦系数，有利于提高抓握的可靠性，防止物体滑落，关节处的微型轴承210为深沟球轴承，减小了转动时的摩擦力，使电机的拉力尽可能多的作用于所抓握的物体上，也提高了手指的灵活性，套管212，起到防止食指的左右窜动，提高手指的稳定性。
食指电机2071放松钢丝线211，食指关节处的扭簧213复位，食指202张开，相当于人手指伸展动作。拇指201、食指202、中指203、无名指204、小指205分别有各自的驱动电机和肌电导线，各自独立运动。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种3D打印绳索牵引式仿生机械手，其特征在于：包括手掌和与手掌相连的若干个仿生手指，所述仿生手指包括第一指骨，第二指骨，扭簧，微型轴承，第一关节轴，第二关节轴，定位套，套管和牵引线；所述第一指骨和第二指骨之间通过第一关节轴连接；所述第一关节轴穿过内嵌在第二指骨顶部两侧的微型轴承、第一指骨底部轴孔以及位于两个微型轴承之间的扭簧，定位套位于第一关节轴两端；所述第二指骨通过第二关节轴与手掌相连；所述第二关节轴穿过内嵌在第二指骨底部两侧的微型轴承、手掌顶部的轴孔以及位于两个微型轴承之间的扭簧，若干套管位于第二指骨之间；所述手掌内设有与仿生手指数量相同的电机，所述牵引线一端固定设在第一指骨内，牵引线另一端与对应电机相连。
2.根据权利要求1所述3D打印绳索牵引式仿生机械手，其特征在于：所述第一指骨上设有若干块硅胶垫。
3.根据权利要求1所述3D打印绳索牵引式仿生机械手，其特征在于：所述第二指骨设有若干块硅胶垫。
4.根据权利要求1所述3D打印绳索牵引式仿生机械手，其特征在于：所述若干仿生手指包括大拇指，食指，中指，无名指，小指。
5.根据权利要求1所述3D打印绳索牵引式仿生机械手，其特征在于：所述牵引线为钢丝线。
6.根据权利要求1所述3D打印绳索牵引式仿生机械手，其特征在于：所述电机通过电机固定板固定在手掌内。
7.根据权利要求1所述3D打印绳索牵引式仿生机械手，其特征在于：所述第一指骨和第二指骨上设有牵引线穿线孔。
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| CN109940646A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-06-28 | 彭新楚 | 一种商业展示用电动柔性仿生机器手掌 |
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